近期量子计算中的多程序机制解析
在量子计算领域,多程序机制对于提升硬件利用率和计算效率至关重要。本文将深入探讨多程序机制在近期量子计算中的应用,包括不同算法的性能比较、新型方法的提出以及在实际量子算法中的应用。
1. 算法性能比较
1.1 不同算法在多电路执行时的表现
在 IBM Q 65 Manhattan 上同时执行多个电路时,对 HA、PHA 和 QHSP 三种算法进行了比较。
-同时执行三个电路:QHSP 在大多数情况下优于 HA,与 HA 相比,执行三个和四个电路时,保真度分别提高了 5.3% 和 13.3%,且插入的门数量始终减少。与 PHA 相比,保真度分别下降了 1.5% 和 6.4%,但额外门的数量几乎相同。
-同时执行四个电路:同样呈现出类似的性能差异。
-大基准测试:在 IBM Q 27 Toronto 和 IBM Q 65 Manhattan 上编译大尺寸的同时执行电路时,与 HA 相比,QHSP 的额外门数量分别减少了 23.2% 和 15.6%;与 PHA 相比,额外门数量分别增加了 0.9% 和 6.4%。
1.2 结果分析
PHA 在独立执行时总是优于 HA,原因如下:
1.初始映射:两种算法的初始映射基于随机过程,但 PHA 首先将随机过程限制在可靠且连接良好的小分区空间内,而不是 HA 使用的整个硬件空间。因此,只需十次试验,PHA 就能找到更好的初始映射。
2.